第十三章 净化装置的选择设计和运行管理优秀PPT.ppt
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1、第十三章 净化装置的选择设计和运行管理第一页,本课件共有38页第第13章章 集气罩集气罩l1教学要求l 要求了解集气罩的集气类型,l理解和掌握集气罩的集气机理l掌握集气罩的设计方法。l2、教学重点l重点集气罩的集气机理及设计方法l3、教学难点l集气罩的设计方法第二页,本课件共有38页第第13章章 集气罩集气罩l空气污染物在车间的扩散机理是污染物依附于气流空气污染物在车间的扩散机理是污染物依附于气流运动而扩散的。对于生产过程散发到车间空气中的运动而扩散的。对于生产过程散发到车间空气中的污染物,只要控制住室内二次气流的运动,就可以污染物,只要控制住室内二次气流的运动,就可以控制污染物的扩散和飞扬,
2、从而达到改善车间内外控制污染物的扩散和飞扬,从而达到改善车间内外空气环境质量空气环境质量 的目的。这就是采用局部排气通风方的目的。这就是采用局部排气通风方法控制空气污染物扩散的依据法控制空气污染物扩散的依据 。控制空气污染物在。控制空气污染物在车间内外扩散的局部通风方法,简单地说,就是在车间内外扩散的局部通风方法,简单地说,就是在局部污染源设置集气罩局部污染源设置集气罩 ,把污染空气搜集起来并经,把污染空气搜集起来并经净化后排至室外净化后排至室外 ,这是生产车间控制污染的最有效,这是生产车间控制污染的最有效 、最常用的方法、最常用的方法 第三页,本课件共有38页1净化系统的组成及系统设计的基本
3、内容净化系统的组成及系统设计的基本内容一一一一.局部排气净化系统的组成局部排气净化系统的组成局部排气净化系统的组成局部排气净化系统的组成 图图13-1 局部排气净化系统示意图局部排气净化系统示意图 1、集气罩;2、排风管;3、净化设备;4、风;5、烟囱;第四页,本课件共有38页一一.局部排气净化系统的组成局部排气净化系统的组成ll(1)集气罩集气罩:集气罩是用来捕集污染空气的,其性能对净集气罩是用来捕集污染空气的,其性能对净化系统化系统 的技术经济指标有直接的影响。由于污染源设备的技术经济指标有直接的影响。由于污染源设备结构和生产操作工艺的不同、集气罩的形式是多种多样结构和生产操作工艺的不同、
4、集气罩的形式是多种多样的。的。l(2)(2)风管风管:在净化系统中用以输送气流的管道称为风管,在净化系统中用以输送气流的管道称为风管,通过风管使通过风管使 系统的设备和部件连成一个整体。系统的设备和部件连成一个整体。l(3)(3)净化设备净化设备:为了防止大气污染为了防止大气污染 ,当排气中污染物含量,当排气中污染物含量超过排放标准时,必须采用净化设备进行处理,达到排超过排放标准时,必须采用净化设备进行处理,达到排放标准后放标准后 ,才能排人大气。,才能排人大气。l(4)(4)通风机通风机 :通风机是系统中气体流动的动力。为了防止通通风机是系统中气体流动的动力。为了防止通风机风机 的磨损和腐蚀
5、的磨损和腐蚀 ,通常把风机设在净化装备的后面。,通常把风机设在净化装备的后面。l(5)(5)烟烟 囱囱:烟囱是净化系统的排气装置。由于净化后烟囱是净化系统的排气装置。由于净化后 的烟气的烟气 中仍含有一定量的污染物。这些污染物在大气中仍含有一定量的污染物。这些污染物在大气中扩散、稀释,并最终沉降到地面。为了保证污染物中扩散、稀释,并最终沉降到地面。为了保证污染物的地面浓度的地面浓度.第五页,本课件共有38页二二.局部排气净化系统设计的基本内容局部排气净化系统设计的基本内容 1、捕集装置设计、捕集装置设计2、净化系统的选择或设计、净化系统的选择或设计(1)选择依据选择依据a.污染物的种类与性质;
6、b.处理量;c.净化效率;d.净化系统的环境、经济及社会效益。(2)一般程序一般程序a.工程调查;b.确定净化程度;第六页,本课件共有38页二、二、局部排气净化系统设计的基本内容局部排气净化系统设计的基本内容c.选择合理的净化工艺;选择合理的净化工艺;d.选择适当的净化装置,确定合理的净化系统配置;选择适当的净化装置,确定合理的净化系统配置;e.确定净化系统运行参数和技术经济指标。确定净化系统运行参数和技术经济指标。(3)(3)除尘系统与装置的选择除尘系统与装置的选择(4)(4)吸收系统与装置的选择吸收系统与装置的选择(5)(5)吸附系统与吸附装置的选择吸附系统与吸附装置的选择(6)(6)净化
7、装置的费用净化装置的费用 设备投资费设备投资费 运行费用运行费用 总费用总费用3.管道系统的设计管道系统的设计4.排放烟囱设计排放烟囱设计第七页,本课件共有38页2 2 集气罩的集气机理集气罩的集气机理l集气罩气流流动的基本理论 集气罩汇集污染物,是一种流体动力学捕集,因此要对集气罩合理设计,必须要了解吸气罩罩口的气流流动规律。集气罩口气流流动方式有两种:一种是吸气口气流的吸人流动,一种是吹气口气流的吹出流动。一.吸入入气流 一个敞开的管口是最简单的吸气口。当吸气管吸气时,在吸气管口附近形成负压,周围空气从四面八方流向吸气口。当吸气口面积较小时,可视为“点汇”。假定流动没有阻力,在吸气口外气流
8、流动的流线是以吸气口为中心的径向线,等速面是以吸气点为球心的球面。如图13一2所示。第八页,本课件共有38页图图图图13-213-2点汇气流流动情况点汇气流流动情况点汇气流流动情况点汇气流流动情况一一.吸入气流吸入气流1.1.外部吸气罩罩口气流流动规律外部吸气罩罩口气流流动规律a.a.速度分布速度分布:等速面的形式确定其分布规律等速面的形式确定其分布规律 将吸气口近似视为一个点汇,等速面将吸气口近似视为一个点汇,等速面是以该点为中心的球面是以该点为中心的球面(见图(见图13-2a13-2a),假设点汇吸风量为假设点汇吸风量为Q Q,等速面的半径为等速面的半径为r r1 1、r r2 2,相应气
9、流速度为,相应气流速度为u u1 1、u u2 2,由于通过每个等速面的风量相等,则,由于通过每个等速面的风量相等,则有有 Q=4r Q=4r1 12 2u u1 1=4r=4r2 22 2u u2 2 (13-1)(13-1)于是:于是:u u1 1/u/u2 2=(r=(r2 2/r/r1 1)2 2 (13-2)(13-2)表明吸气口外气流速度衰减很快,应尽表明吸气口外气流速度衰减很快,应尽量减少罩口至污染源的距离。量减少罩口至污染源的距离。第九页,本课件共有38页2.2.罩口的设置位置对气流分布的影响罩口的设置位置对气流分布的影响 如果吸气口设在墙上,如图如果吸气口设在墙上,如图132
10、b132b所示所示,吸气范围减少一半吸气范围减少一半,其等速面为半球面其等速面为半球面,则吸气口的吸气量为则吸气口的吸气量为 Q=2rQ=2r1 12 2u u1 1=2r=2r2 22 2u u2 2 (13-3)(13-3)比较式比较式(13-1)(13-3)(13-1)(13-3),可见:,可见:(1 1)吸吸气气速速度度相相同同时时,同同一一距距离离上上Q Q(悬悬空空设设置置的的吸吸气气口)口)=2 Q=2 Q(有一面阻挡的吸气口)(有一面阻挡的吸气口)(2 2)吸吸风风量量相相同同时时,同同一一距距离离上上 u u(有有一一面面阻阻挡挡的的吸吸气气口口)=2 u=2 u(悬空设置的
11、吸气口)(悬空设置的吸气口)3.3.吸风罩的形式对气流速度分布的影响吸风罩的形式对气流速度分布的影响 有有边边的的吸吸风风口口比比无无边边的的吸吸风风口口流流速速衰衰减减慢慢,实实际际等等速面为椭圆形。速面为椭圆形。一一.吸入气流吸入气流第十页,本课件共有38页二.吹出气流l空气从管口喷出,在空间形成的一股气流称为空气射空气从管口喷出,在空间形成的一股气流称为空气射.l(1)(1)空气射流的一般特性。如图空气射流的一般特性。如图 1313一一3 3所示,这是等温圆射流的示意图。管所示,这是等温圆射流的示意图。管口速度假设是完全均匀的。口速度假设是完全均匀的。M M 为射流极点,射流中保持原出口
12、速度为射流极点,射流中保持原出口速度 v v。的部分称为射流核心,速度小于的部分称为射流核心,速度小于v v。的部分称为射流主体,射流核心消失的。的部分称为射流主体,射流核心消失的断面断面 BOEBOE称为过渡断面,出口断面至过渡面称为起始段,过渡断面以后称为称为过渡断面,出口断面至过渡面称为起始段,过渡断面以后称为主体段。主体段。l等温自由圆射流的一般特性为等温自由圆射流的一般特性为:l射流边缘有卷吸周围空气的作用,这主要是射流边缘有卷吸周围空气的作用,这主要是 由于紊流动量交换引由于紊流动量交换引起的。起的。MR0图射流结构示意图第十一页,本课件共有38页二.吹出气流第十二页,本课件共有3
13、8页表表13131 1等温圆射流和扁射流主体参数计算公式等温圆射流和扁射流主体参数计算公式第十三页,本课件共有38页l三、吸入气流与三、吸入气流与吹出气流l(1)吹出气流由于卷吸作用)吹出气流由于卷吸作用,沿射流方向流量不断增加沿射流方向流量不断增加,射射流呈锥形;流呈锥形;l吸入气流的等速面为椭球面吸入气流的等速面为椭球面,通过各等速面的流量相等通过各等速面的流量相等,并等于吸入口的流量。并等于吸入口的流量。l(2)射流线上的速度基本上与射程成反比)射流线上的速度基本上与射程成反比,而吸气区内而吸气区内气流速度与距吸气口的距离的平方成反比。所以气流速度与距吸气口的距离的平方成反比。所以,吸气
14、口吸气口能量衰减很快能量衰减很快,其作用范围较小。其作用范围较小。l四、吹吸气流四、吹吸气流l吹吸气流是两股气流组合而成的合成气流吹吸气流是两股气流组合而成的合成气流.l在在集气罩设计中,利用吹出气流与吸入气流联合作用来提吹出气流与吸入气流联合作用来提高所需高所需“控制风速控制风速”的形成的形成,称为吸入式称为吸入式集气罩.第十四页,本课件共有38页3 集气罩的基本类型集气罩的基本类型集气罩:是烟气净化系统污染源的收集装置,可将粉尘集气罩:是烟气净化系统污染源的收集装置,可将粉尘及气体污染源导入净化系统,同时防止其向生产车间及气体污染源导入净化系统,同时防止其向生产车间及大气扩散,造成污染。及
15、大气扩散,造成污染。形式:形式:(1 1)按罩口气流流动方式分为:吸气式和吹吸式;)按罩口气流流动方式分为:吸气式和吹吸式;(2 2)按集气罩与污染源的相对位置及适用范围,)按集气罩与污染源的相对位置及适用范围,吸气式集气罩分为:吸气式集气罩分为:密闭罩、排气柜、外部集气罩、密闭罩、排气柜、外部集气罩、接受式集气罩等。接受式集气罩等。第十五页,本课件共有38页3 集气罩的基本类型集气罩的基本类型一一.密闭罩密闭罩定义:将污染源的局部或整体密闭起来,在罩内保持一定义:将污染源的局部或整体密闭起来,在罩内保持一定负压,可防止污染物的任意扩散。定负压,可防止污染物的任意扩散。特点:所需排风量最小,控
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